面对全球能源危机和环境挑战,普及新能源汽车已势在必行。燃料电池汽车凭借其燃料加注快、高效无污染、续航里程长等特点,成为当前新能源汽车领域研究的热点。重卡作为我国的石油消耗大户,是所有汽车类型中污染最严重的车型,加速发展燃料电池重卡具有重要的意义。燃料电池在启动时间、输出特性以及成本控制等方面还有一定的劣势,因此,燃料电池重卡普遍采用燃料电池加辅助动力源的混合动力系统,其能量管理策略决定着如何在两种动力源之间进行合理的能量分配,也成为影响充分发挥混合动力系统优势、提高整车动力性、经济性和燃料电池耐久性的关键。目前,受电堆关键技术、可靠性和耐久性等因素的限制,国内针对燃料电池汽车的研究多集中于匹配小功率燃料电池的中小型汽车,对于搭载大功率型燃料电池重卡的研究很少。因此,对燃料电池重卡进行动力系统匹配设计和能量管理策略的研究具有重要意义。本课题以山西省科技厅重大专项,重卡燃料电池动力系统及整车集成技术项目（20181102009）为依托,以大功率型燃料电池重卡为研究对象,针对大功率型燃料电池重卡尚无成熟能量管理策略的问题,对燃料电池重卡的动力系统匹配设计与能量管理策略进行研究。主要完成了以下工作:（1）燃料电池重卡动力系统匹配设计。在分析燃料电池汽车常见动力系统构型方案特点的基础上,结合重卡工况特点,确定采用燃料电池加动力电池（FC+B）的并联式混合构型,并根据本课题燃料电池重卡的整车参数及性能目标,完成了对动力系统关键部件的选型及参数匹配。（2）整车建模与动力性验证。根据研发车型的整车参数及布置方案,利用Cruise搭建了燃料电池重卡的整车仿真模型,然后根据项目要求的性能指标,对重卡的动力性进行仿真分析。按照动力系统匹配设计结果,由项目合作单位完成燃料电池重卡实验平台的搭建,对重卡动力系统匹配设计的合理性进行了验证。（3）燃料电池重卡能量管理策略的研究。针对大功率型燃料电池重卡尚无成熟能量管理策略的问题,提出在燃料电池重卡能量管理策略设计中,采用燃料电池保护优先的控制方法。综合考虑燃料电池重卡动态工况特性和动力系统工作特性,以实现燃料电池工作状态最优为前提,以提高重卡经济性和燃料电池耐久性为目标,建立了复合模糊控制能量管理策略。在此基础上,为降低燃料电池劣化工况出现的频率,使用加权均值滤波算法WAFA和燃料电池变载速率限制法,提出了WAFA复合模糊控制能量管理策略。（4）能量管理策略控制效果分析。基于Cruise与Simulink搭建了燃料电池重卡整车与控制策略的联合仿真模型,以重型混合动力商用车测试工况（C-WTVC）为循环工况,对功率跟随策略与本文所设计的WAFA复合模糊控制策略的控制效果进行对比分析。结果表明:在燃料电池重卡复杂工况下,WAFA复合模糊控制策略在整车经济性和燃料电池耐久性方面均优于功率跟随策略,其中:燃料电池平均工作效率提高6.46%,等效百公里氢耗降低4.64%,燃料电池劣化工况明显减少。